周珊

（河南省洛陽市中心血站，河南洛陽 471000）

中央空調(diào)電氣控制系統(tǒng)研究

周珊

（河南省洛陽市中心血站，河南洛陽 471000）

傳統(tǒng)的中央空調(diào)的調(diào)節(jié)方式具有一定的局限性，本文主要探討一種具有冷熱交替使用的中央空調(diào)電氣控制系統(tǒng)，其分為室內(nèi)空調(diào)機(jī)和室外空調(diào)機(jī)。通過分析室內(nèi)紅外遙控接收裝置、硬件電路設(shè)計(jì)及軟件電路設(shè)計(jì)，從而對中央空調(diào)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。

模糊PID；中央空調(diào)；電氣控制系統(tǒng)；研究；分析

與傳統(tǒng)的中央空調(diào)電氣控制系統(tǒng)相比較，現(xiàn)代的智能空調(diào)在性能上有了很大的突破。傳統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)是經(jīng)過溫度傳感器識(shí)別室內(nèi)的溫度變化，進(jìn)而對壓縮機(jī)的啟動(dòng)和停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行控制，而空調(diào)內(nèi)的風(fēng)扇則在設(shè)置的速度范圍內(nèi)運(yùn)行，這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將會(huì)造成控制的室內(nèi)溫度變化較大，用戶在使用空調(diào)時(shí)，感受不到空調(diào)所起的作用，溫度變化不是很明顯。采用現(xiàn)代智能化的空調(diào)電氣控制系統(tǒng)，其具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，使空調(diào)能獲得準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)控制參數(shù)，空調(diào)器的中央電源及其他執(zhí)行單元也能得到很好的控制，使空調(diào)器處于連續(xù)的、高性能的工作狀態(tài)。

1 中央空調(diào)硬件設(shè)計(jì)

1.1 中央空調(diào)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

針對分體式的空調(diào)，其運(yùn)行部件包括室內(nèi)的風(fēng)機(jī)和室外的風(fēng)扇，室內(nèi)風(fēng)機(jī)和室外風(fēng)扇所起的共同作用是把空調(diào)器運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱空氣或者冷空氣轉(zhuǎn)到室內(nèi)的不同地方，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度變化的目的。空調(diào)器溫度的設(shè)定及其他運(yùn)轉(zhuǎn)指令，是通過紅外線遙控器及室內(nèi)空調(diào)控制板上的紅外線接收器的控制，傳遞到室內(nèi)空調(diào)機(jī)控制板上的單片機(jī)，按照空調(diào)器所匯編的指令及溫度傳感器的工作狀態(tài)，從而對室外的風(fēng)扇電機(jī)、風(fēng)門電機(jī)進(jìn)行有效的控制，并且需與室外空調(diào)機(jī)中控制板上的單片機(jī)能進(jìn)行有效的通訊。

1.2 室內(nèi)紅外遙控信號(hào)接收裝置

紅外遙控器由紅外遙控接收器和紅外遙控發(fā)射器組成。紅外線遙控接收器，其由一塊具有集成電路特性的光敏二極管構(gòu)成，而紅外線遙控接收器是以專用的集成電路IC1為主導(dǎo)的紅外遙控發(fā)射、由矩陣開關(guān)構(gòu)成的發(fā)射器鍵盤矩陣兩部分組成，其通過與集成電路IC1內(nèi)的掃描脈沖發(fā)生器和矩陣電路鍵盤信號(hào)編碼器形成鍵盤指令，進(jìn)而輸入電路。

1.3 室內(nèi)空調(diào)風(fēng)扇電機(jī)調(diào)速控制功能

對于室內(nèi)的風(fēng)扇電機(jī)，其運(yùn)用單向交流電機(jī)原理、移相調(diào)壓調(diào)速法來控制風(fēng)扇電機(jī)的調(diào)速功能。對于室內(nèi)的溫度控制，其由熱敏電阻經(jīng)過檢測，然后送到中央空調(diào)的A/D模擬轉(zhuǎn)換通道，依據(jù)中央空調(diào)結(jié)果控制片內(nèi)部的PWM口，采用具有雙向可控硅特性的光耦合驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)程序，為了改變風(fēng)電電機(jī)輸出脈沖的寬度大小，可以對雙向可控硅的光耦合驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)通角來進(jìn)行控制，進(jìn)而改變風(fēng)扇電機(jī)主電路的實(shí)際電壓。

風(fēng)扇電機(jī)的單片機(jī)左側(cè)運(yùn)用相位同步電路的原理，即經(jīng)過同步變壓器的原理，進(jìn)而得到同步電路的電壓，同步電路的電壓經(jīng)過全橋整流電路的原理，進(jìn)而對其進(jìn)行整流，得到整流后的電壓可以連接在三極管的基極，通過這樣的原理，在進(jìn)行交流正弦電壓過零點(diǎn)時(shí)，就可以產(chǎn)生同步信號(hào)，其同步信號(hào)經(jīng)送入單片機(jī)內(nèi)，將作為零點(diǎn)的相位角。由于過零脈沖的周期性一般為10ms,按照風(fēng)扇所需要的轉(zhuǎn)速大小，進(jìn)而算出風(fēng)扇電機(jī)相應(yīng)的電壓值、對應(yīng)的相位控制角、其電壓與導(dǎo)通角的關(guān)系公式為：

其中，U為同步電路輸出電壓，U0為同步電路輸入電壓，而a為雙向可控硅的導(dǎo)通角。

2 空調(diào)室外風(fēng)扇電機(jī)的控制電路設(shè)計(jì)

針對室外的風(fēng)扇電機(jī)電路原理，其運(yùn)用變繞組調(diào)速方式的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，變繞組調(diào)速的轉(zhuǎn)速分為高、中、低三個(gè)不同檔次的轉(zhuǎn)速，其速度檔位的控制，是與空調(diào)室外機(jī)的冷凝溫度、室外環(huán)境溫度有關(guān)系的。如果室外機(jī)的配管溫度與室外環(huán)境溫度相同時(shí)，則室外機(jī)的風(fēng)扇將停止運(yùn)行。如下圖所示，顯示的是室外風(fēng)扇電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制原理圖。

室外電機(jī)的熱敏電阻受室外機(jī)溫度和室外環(huán)境溫度的影響，其熱敏電阻送入單片機(jī)的A/D模擬轉(zhuǎn)換通道，即PS1、PS2通道，通過溫差控制轉(zhuǎn)速的大小。對于單片機(jī)的引腳P2.1～P2.3口，依據(jù)轉(zhuǎn)速的運(yùn)轉(zhuǎn)指令，進(jìn)而引腳進(jìn)行置位或者是復(fù)位；對于方向驅(qū)動(dòng)器的J1～J3驅(qū)動(dòng)繼電器，其分別對應(yīng)高速檔位、中速檔位、低速檔位。

3 結(jié)束語

本文對中央空調(diào)電氣控制系統(tǒng)作了分析研究，通過分析室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)及室外風(fēng)扇電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及設(shè)計(jì)原理、紅外遙控器設(shè)計(jì)電路原理及室內(nèi)空調(diào)軟件設(shè)計(jì)流程等，進(jìn)而了解中央空調(diào)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理。

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1003-5168(2014)04-0131-01